卡尔曼滤波在MEMS惯性姿态测量中的应用

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光!学!仪!器
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引!言
卡尔曼滤波器是 V 其目的是尽可能 = 6 C = G于 # B @ %年提出的一种应用于离散线性滤波的迭代算法 #
地减少测量噪声的影响 并从含有噪声的测量值中得到系统状态的最优估计在小型无人机自动驾驶仪 的设计中 受有效载荷重量和安装体积的限制 业界多采用微机电系统 惯性测量单元来获取无 232 / $ ? A 人机的飞行姿态参数 同时 受 232 传感器制造工艺的限制 由 加速度计和陀螺仪组合而 / 232 / 成的惯性测量系统不可避免地存在零漂误差 且测试数据极易受到机体振动的干扰 为此 本文着重对 小型四轴飞行器纵摇和横摇姿态 分别对应俯仰角和横滚角 测量进行研究
卡尔曼滤波在 232 / 惯性姿态测量中的应用
张!彤 孙玉国
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 上海! $ % % % B !
摘要由于测控成本和有效载荷的限制 一般采用微机电系统 惯性传感器来测量小型 232 / 无人机的飞行姿态在 2+ B / # $ b / # $ U单片机上通过嵌入式软件编程实现了卡尔曼滤波算法 并在^ 较 ` ^ ? #型自准直仪转台上对 232 /加速度计和陀螺仪的输出信号进行了数据融合试验 好地解决了 232 /惯性测量系统的零漂和机械振动干扰问题 关键词姿态测量微机电系统惯性传感器卡尔曼滤波 中图分类号 ) ($ " & ,! ! " # # % 7 ! B @ B 7 D J J G 7 # % % & ? & @ ! % 7 $ % # & 7 % # 7 % % " !文献标志码 I
7 , # ) ' . # " +" 58 ' , / ' +5 # , . % ( # +' . . # . 1 ! %! % . % ( / # + ' . # " + 4 4 0 ' & % !" +F ? F G # + % ( . # ' , & % + & " ( &
: L)1 !P C ' 9 "1# + + C E E
收稿日期 $ % # A ? % @ ? $ % 基金项目上海市大学பைடு நூலகம்创新试验项目 / ] $ % # ! % A $ 作者简介张!彤 女 本科生 主要从事电子信息方面的研究3 # B B $ ? C = D 6 U & # U @ $ ! ! A 7 H 5 C c c 通信作者孙玉国 男 副教授 主要从事精密仪器方面的研究3 # B " ! ? C = D 6 J < G < < 5 J J N 7 9 O < 7 H G < > E